改善離子注入的方法
【專利摘要】本發明提供一種改善離子注入的方法，屬于離子注入【技術領域】，其可解決現有的離子注入設備離子束的穩定性和均勻性差的問題。本發明的離子注入設備離子束的穩定性和均勻性差的問題，通過檢測不同減速電壓下束流密度和束流分布不均勻度，獲得工作減速電壓，使離子注入設備在工作減速電壓下工作，保證了離子束的均勻性和穩定性，從而保證每個批次和不同批次之間處理的基材的性能保持相對一致。
【專利說明】改善離子注入的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于離子注入【技術領域】，具體涉及一種改善離子注入的方法。
【背景技術】
[0002]在半導體器件的制造中，離子注入用于為顯示面板、半導體晶片或者其他工件進行摻雜。摻雜過程通常在基板上進行，為在基板上達到各種預期結果，可以通過注入特定類型的離子來改變基板上的電介質層的擴散能力。
[0003]在實際應用中，離子注入過程是以批次的方式進行的，多個基片被同時注入或者分批次進行處理。以這種方式處理多個或多批基板時，就要求離子注入設備能連續、持續地產生均勻的且穩定的離子束。
[0004]但是常規的離子注入設備在處理大批量的基板時，離子束的穩定性和均勻情況都是不斷變化的，離子束的均勻性和穩定性存在很大差異，這就無法保證保證每個批次和不同批次之間處理的基材的均勻性，使得離子注入的穩定性和均勻性成為目前半導體工藝存在的難題。在現有的技術中，為了解決離子注入的穩定性問題，最常用的方法是改進設備的結構，但這種方法成本較高，且離子注入的穩定性仍然較低。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是解決現有技術中離子注入設備離子束的穩定性和均勻性差的問題，提供一種改善離子注入的方法。
[0006]解決本發明技術問題所采用的技術方案是一種改善離子注入的方法，包括以下步驟:
[0007]S1.檢測不同減速電壓下的束流密度和束流分布不均勻度；
[0008]S2.根據所述束流密度和束流分布不均勻度獲得工作減速電壓；
[0009]S3.在工作減速電壓下進行離子注入。
[0010]優選的是，所述檢測不同減速電壓下的束流密度和束流分布不均勻度，包括以下步驟:
[0011]Sll.設定參數初始值
[0012]設定減速電壓的初始值為Vtl，束流密度P C1、束流不均勻度Xtl、減速電壓的優化范圍為L，束流密度的控制誤差范圍為P，束流不均勻度控制小于q ；
[0013]S12.初步確定減速電壓優化的出發點
[0014]在減速電壓為的VdL范圍內取m個不同的減速電壓測試點，分別測定m個測試點的束流密度P g和束流不均勻度Xg。
[0015]優選的是，所述根據所述束流密度和束流分布不均勻度獲得工作減速電壓，包括以下步驟:
[0016]S21.篩選減速電壓優化的出發點
[0017]將滿足束流密度I P g_P J < P且束流不均勻度Xg < q的η個測試點的減速電壓作為減速電壓優化的出發點集合；
[0018]將η個減速電壓優化的出發點按束流不均勻度Xg由小到大排序，依次作為減速電壓優化的出發點；
[0019]S22.預工作減速電壓評價
[0020]對減速電壓優化的出發點依次進行評價，在第i個減速電壓優化的出發點的對應的減速電壓\下進行離子注入工藝，獲得減速電壓Vi時對應的束流不均勻度為Xi,每隔時間周期At記錄相應的流分布不均勻度，共測試k次，束流分布不均勻度分別記為
Xir G [xn, xi2,...Xik]; [0021]S23.確定工作減速電壓
[0022]將Xh與Xi誤差比例I Xh-Xi I /Xi與束流不均勻度控制誤差上限W進行比較；
[0023]當^均滿足(I Xi^xi I /X) < W時，第i個測試點對應的減速電壓Vi確定為工作減速電壓；
[0024]當Xir至少一個滿足(I Xir-Xi I /Xi)≥W時，貝U i=i+l，執行步驟S22。
[0025]優選的是，所述的P為5% ;所述的q為10%。
[0026]優選的是，所述的m為大于等于10的自然數。
[0027]優選的是，所述的L=Vq/5。
[0028]優選的是，所述的m個測試點在減速電壓的Vc^L范圍內均勻分布。
[0029]優選的是，所述的W為3%。
[0030]優選的是，所述的K為大于等于10的自然數。
[0031]優選的是，所述的在工作減速電壓下進行離子注入包括在工作減速電壓下對至少一炔基材進行離子注入。
[0032]本發明提供的改善離子注入的方法，通過對離子注入設備減速電極的減速電壓進行調整，獲得減速電極的工作減速電壓，使束流密度和束流分布不均勻度處于預定的控制范圍，從而保證同批或批次間基板的性能一致。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1本發明實施例1中離子注入設備離子束的控制方法的流程框圖。
[0034]圖2本發明實施例1中檢測不同減速電壓下束流密度和束流分布不均勻度的流程框圖。
[0035]圖3本發明實施例1中根據所述束流密度和束流分布不均勻度獲得工作減速電壓的流程框圖。
【具體實施方式】
[0036]為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細描述。
[0037]本發明提供一種改善離子注入的方法，可以在任何類型的離子束注入中應用，使束流密度和束流分布不均勻度處于預定的控制范圍，來保證同批或批次間經過離子注入后基板的性能的一致性。
[0038]實施例1[0039]如圖1所示，本發明提供一種改善離子注入的方法，包括以下步驟:
[0040]S1.檢測不同減速電壓下的束流密度和束流分布不均勻度；
[0041]S2.根據所述束流密度和束流分布不均勻度獲得工作減速電壓；
[0042]S3.在工作減速電壓下進行離子注入。
[0043]具體地，如圖2所示，所述的步驟SI檢測不同減速電壓下的束流密度和束流分布不均勻度，具體包括以下步驟:
[0044]Sll.設定參數初始值
[0045]設定減速電壓的初始值為Vtl，束流密度P C1、束流不均勻度Xtl、減速電壓的優化范圍為L，束流密度的控制誤差范圍為P，束流不均勻度控制小于q。
[0046]優選的，減速電壓的初始值Vtl為前期工藝穩定時的減速電壓；束流密度P C1和束流不均勻度Xtl為前期工藝穩定時的減速電壓對應的束流密度和束流不均勻度。當操作者認為離子注入工藝不穩定時，可以在減速電壓的初始值Vtl附近進行調整，保證離子注入工藝的批次穩定性。
[0047]根據離子注入設備的性能、基材處理的要求經驗性地設定離子注入設備的工藝控制參數q、P、L。優選的，束流分布不均勻度小于10%，即q為10% ;束流密度的控制誤差范圍P為5%。優選的，減速電壓的優化范圍L為VV5。
[0048]S12.初步確定減速電壓優化的出發點
`[0049]在減速電壓為的Vc^L范圍內取m個不同的減速電壓測試點，分別測定m個測試點的束流密度P g和束流不均勻度Xg;
[0050]優選的，m為大于等于10的自然數，測試點選的越多優化得到減速電壓也就越準確。
[0051 ] 優選的，所述的m個測試點在減速電壓的Vtl ± L范圍內均勻分布，這樣不易遺漏較優的工作減速電壓。
[0052]應當理解的是，上述只是確定只是一種檢測不用減速電壓下束流密度和束流不均勻度的方法，其它，現有技術的中類似方法也是適用的。
[0053]具體地，如圖3所示，所述的步驟S2根據所述束流密度和束流分布不均勻度獲得工作減速電壓，具體包括以下步驟:
[0054]S21.篩選減速電壓優化的出發點
[0055]將滿足束流密度I P g_ P ^ I < P且束流不均勻度Xg < q的η個測試點的減速電壓作為減速電壓優化的出發點集合；即對上述的測試點進行篩選，找出作為減速電壓優化的出發點集合。
[0056]然后，將篩選得到的η個減速電壓優化的出發點按束流不均勻度Xg由小到大排序，依次作為減速電壓優化的出發點，記為(xgl、xg2、、…、Xg1、…、xgn)。因為束流不均勻度越小的測試點，其離子束的品質越好，在束流密度與設定目標的束流密度滿足在一定誤差范圍內的條件下，優先選擇束流不均勻度小的測試點對應的減速電壓進行評價。
[0057]S22.預工作減速電壓評價
[0058]將減速電壓優化的出發點作為預工作減速電壓，將預工作減速電壓在不同時間點對應的束流不均勻度的波動范圍的大小作為對預工作減速電壓進行評價的標準，從而確定該預工作減速電壓是否為工作減速電壓。[0059]按照減速電壓優化的出發點中的順序依次進行預工作減速電壓評價，首先對步驟S21中最小束流不均勻度Xgl對應的預工作減速電壓V1進行評價，示例的，每個預工作減速電壓Vi的評價過程為:在第i個減速電壓優化的出發點的對應的減速電壓Vi下進行離子注入工藝，在步驟S12中，獲得減速電壓Vi時對應的束流不均勻度為Xi，每隔時間周期Λ t記錄相應的流分布不均勻度，共測試k次，束流分布不均勻度分別記為Xk e [xn，xi2，-xik]。
[0060]優選的，所述的K為大于等于10的自然數，測試點越多對減速電壓優化的數據越充分。
[0061]可以理解的是，上述參數可以根據經驗和應用情景進行調整。例如，時間周期Λ t的長度和周期的個數k可以結合起來調整。
[0062]S23.確定工作減速電壓
[0063]將Xh與Xi誤差比例I Xh-Xi I /Xi與束流不均勻度控制誤差上限W進行比較；
[0064]，優選的，W為3%，要求預工作減速電壓在不同時間點對應的束流不均勻度的波動范圍較小，當然，也可以根據具體的應用情景對W進行調整。
[0065]對Xir與Xi進行比較:
[0066]當Xir均滿足(I Xir-Xi I /Xi) < W時,貝u第i個測試點對應的減速電壓Vi確定為工作減速電壓，確定工作減速電壓的步驟S23結束，可以執行步驟S3，即在工作減速電壓Vi下進行離子注入。
[0067]當Xir至少一個滿足(I Xir-Xi I /Xi)≥W時,則i=i+l,執行S22,繼續對下一個減速電壓vi+1優化的出發點(即下一個預工作減速電壓Vi+1)進行評價，并通過步驟S23判定此預工作減速電壓Vi+1是否為工作減速電壓，若是，則Vi+1確定為工作減速電壓，確定工作減速電壓的步驟S23結束，可以執行步驟S3，即在工作減速電壓下Vi+1進行離子注入；若不是，執行步驟S22，對預工作減速電壓Vi+2進行評價，并通過步驟S23確定此預工作減速電壓Vi+2是否為工作減速電壓，以此步驟獲得工作減速電壓。綜上，本發明實施例獲取工作減速電壓是按照篩選出的減速電壓優化的出發點并按照束流分布不均勻度從小到大的順序依次對預工作減速電壓進行評價的，也就是說，若步驟S21中最小束流不均勻度Xgl對應的預工作減速電壓V1經過步驟S22和步驟S23確定為工作減速電壓，則可進行步驟S3，即在工作減速電壓下Vi+1進行離子注入；若若步驟S21中最小束流不均勻度Xgl對應的預工作減速電壓V1經過步驟S22和步驟S23確定為非工作減速電壓，則對第二小的束流不均勻度xg2對應的預工作減速電壓進行評價，依次類推，最終確定工作減速電壓。
[0068]經過上述的圖3中步驟S21、S22、S23獲得工作減速電壓，在S23確定的工作減速電壓下對至少一炔基材進行離子注入，優選的，所述的基材為10塊，能提高基材的離子注入效率。當然，也可以在根據具體情況增加或減少基材的塊數。
[0069]離子注入設備在上述的工作減速電壓進行離子注入，可以保證離子束的均勻性和穩定性，從而保證每個批次和不同批次之間處理的基材的性能保持相對一致，從而保證由離該基材制作的半導體器件的性能保持相對一致。
[0070]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種改善離子注入的方法，其特征在于，包括以下步驟: S1.檢測不同減速電壓下的束流密度和束流分布不均勻度；S2.根據所述束流密度和束流分布不均勻度獲得工作減速電壓； S3.在工作減速電壓下進行離子注入。
2.如權利要求1所述的改善離子注入的方法，其特征在于，所述檢測不同減速電壓下的束流密度和束流分布不均勻度，包括以下步驟:S11.設定參數初始值 設定減速電壓的初始值為Vtl，束流密度P C1、束流不均勻度Xtl、減速電壓的優化范圍為L，束流密度的控制誤差范圍為P，束流不均勻度控制小于q ； S12.初步確定減速電壓優化的出發點 在減速電壓為的LiL范圍內取m個不同的減速電壓測試點，分別測定m個測試點的束流密度P g和束流不均勻度xg。
3.如權利要求1或2所述的改善離子注入的方法，其特征在于，所述根據所述束流密度和束流分布不均勻度獲得工作減速電壓，包括以下步驟:S21.篩選減速電壓優化的出發點 將滿足束流密度I P g- P ^ I < P且束流不均勻度Xg < q的η個測試點的減速電壓作為減速電壓優化的出發點集合； 將η個減速電壓優化的出發點按束流不均勻度Xg由小到大排序，依次作為減速電壓優化的出發點；S22.預工作減速電壓評價 對減速電壓優化的出發點依次進行評價，在第i個減速電壓優化的出發點的對應的減速電壓\下進行離子注入工藝，獲得減速電壓\時對應的束流不均勻度為Xi,每隔時間周期Λ t記錄相應的流分布不均勻度，共測試k次，束流分布不均勻度分別記為& e [χη,xi2，…xj ；S23.確定工作減速電壓 將Xii與Xi誤差比例I Xi1-Xi I /Xi與束流不均勻度控制誤差上限W進行比較； 當Xk均滿足(I XfXi I /Xi) < W時，第i個測試點對應的減速電壓Vi確定為工作減速電壓； 當Xir至少一個滿足(I Xir-Xi I Ai)≥W時,則i=i+l,執行步驟S22。
4.如權利要求2所述的改善離子注入的方法，其特征在于，所述的P為5%;所述的q為10%。
5.如權利要求2所述的改善離子注入的方法，其特征在于，所述的m為大于等于10的自然數。
6.如權利要求2所述的改善離子注入的方法，其特征在于，所述的1^/5。
7.如權利要求2所述的改善離子注入的方法，其特征在于，所述的m個測試點在減速電壓的范圍內均勻分布。
8.如權利要求3所述的改善離子注入的方法，其特征在于，所述的W為3%。
9.如權利要求3所述的改善離子注入的方法，其特征在于，所述的K為大于等于10的自然數。
10.如權利要求1所述的改善離子注入的方法，其特征在于，所述的在工作減速電壓下進行離子注入包括在工作減·速電壓下對至少一炔基材進行離子注入。
【文檔編號】H01L21/265GK103715073SQ201310717393
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】田慧, 皇甫魯江 申請人:京東方科技集團股份有限公司